Audi. Laboratorio del futuro (II)

por Celedonio y Cogolludo | 2 Oct 2012 | Engendro Mecánico | 12 Comentarios

En la entrada precedente hablé del Audi F12, un ensayo de un R8 eléctrico. En ésta, sigo echando chispas, aunque mezcladas con combustible, ya que le toca el turno en primer lugar al Audi A1 e-tron, un híbrido de motor de gasolina y eléctrico. Y después a un motor Diesel que tiene un compresor eléctrico.
El A1 e-tron que he conducido es técnicamente muy diferente al que Audi presentó en marzo de 2010 y del que hay información en km77.com. Aquel primer A1 e-tron tenía un motor eléctrico de 102 CV y obtenía la energía de una batería que se recargaba en un enchufe o mediante un motor rotativo (Wankel) que iba colocado en la parte trasera del coche y que accionaba un generador. En esta evolución, la potencia es mucho mayor (177 CV) y la forma de obtenerla ha cambiado notablemente. Para empezar, hay un motor de gasolina de tres cilindros y 1,5 litros (resultado de amputar el cuarto cilindro al motor 2.0 TFSI) y dos maquinas eléctricas, una que puede funcionar como motor o como generador (de 68 CV) y otra que trabaja exclusivamente como motor (de 116 CV). Este conjunto híbrido es el mismo que Audi ha enseñado en el Salón de Paris de 2012, en el Audi crosslane coupé prototipo.
 

La primera máquina va unida al motor de gasolina. Sus funciones son hacer de motor de arranque para el térmico y de generador eléctrico. Este conjunto va unido al resto de la transmisión mediante un embrague. De este modo a velocidad inferior a 55 km/h, el motor eléctrico de 116 CV impulsa al coche mientras que el térmico permanece en reposo. Si la carga de la batería es muy baja, se pone en funcionamiento para mover al generador y producir energía eléctrica que cargue la batería.
A partir de esa velocidad, motor de gasolina y su socio eléctrico quedan acoplados a la transmisión y es la unidad de control quien decide el funcionamiento de trío, en función de si se requiere la máxima eficiencia o prestaciones. Cuando alcanza 130 km/h, el motor de gasolina es el principal encargado de mantener el movimiento ayudado, si se requiere mucha aceleración, por el generador.
Saber todo lo anterior es innecesario para conducirlo. Yo lo he hecho durante unos pocos kilómetros. En ciudad, la aceleración que da el motor eléctrico, sin ser apabullante, parece suficiente para moverse con agilidad. En mi prototipo la entrada en funcionamiento del motor de gasolina llegaba acompañada de unas vibraciones y un ruido extraño. Según el ingeniero de Audi que me acompañaba eso era debido a un problema puntual con los silentblocks de los soportes del motor. Otros periodistas que condujerón las otras dos unidades que había disponibles del A1 e-tron no tuvieron ese problema, achacable por tanto a un fallo del prototipo no a una característica de su funcionamiento . Salvo por eso, y por un tacto del pedal de freno con una puesta a punto mejorable, resulta un coche realmente atractivo por su agrado de conducción.
No es el único prototipo que he conducido en la visita relámpago a Múnich. También he comprobado el funcionamiento de un A6 con el motor Diesel 3.0 y doble compresor pero con una diferencia mecánica muy importante respecto al que se comercializa desde principios de verano. ¿Dónde está la novedad? Pues en que uno de los dos compresores es accionado eléctricamente en vez de estar movido por una turbina. En la siguiente foto se ve la entrada (axial) de aire al compresor y la salida (tangencial).
Y sí, en la foto Audi lo llama «turbocompresor eléctrico», pero no hay turbina alguna movida por gases.  El funcionamiento es el siguiente. Normalmente el aire entra por la admisión y pasa por un turbocompresor normal, comprimiéndose; de ahí va a al intercooler donde es enfriado y, a su salida, se encuentra con una válvula que lo envía al colector de admisión. Pero cuando la presión de los gases de escape es insuficiente para acelerar el turbocompresor (a bajas revoluciones) , la válvula anterior desvía los gases hacia un segundo compresor accionado mediante un motor eléctrico cuya salida va conectada al colector de admisión (más abajo hay un vídeo). El motor eléctrico es capaz de acelerarlo de forma inmediata, consiguiendo un aumento de la potencia y el par.

Este sistema reduce el retraso al acelerar (lag)  que presentan los motores turboalimentados cuando el turbo está dimensionado para lograr potencias elevadas (es de gran tamaño y requiere un caudal de gases elevado para acelerarlo). Por eso hay motores que tienen dos turbocompresores que funcionan en serie (como el Audi A6 BiTDI) de distinto tamaño, uno pequeño y otro grande. La ventaja del eléctrico es que puede generar presión independientemente del régimen de giro del motor.

Lo he probado en un coche preparado con un interruptor que conectaba y desconectaba el funcionamiento del compresor eléctrico. Audi cifra la diferencia, saliendo desde parado, como dos veces la longitud del coche en los tres primeros segundos (una medida curiosa). Lo cierto es que se nota una gran diferencia en el empuje: con el compresor eléctrico funcionado, la aceleración es MUY  intensa desde el principio, no hay un retraso desde que el coche se pone en movimiento hasta que el empuje es muy grande.

 
Este sistema, el del compresor eléctrico, no se utiliza en los coches que están en producción por el elevado consumo eléctrico que supone (alrededor de 5 kWh) y que la instalación de 12 V no puede suministrar. Y eso teniendo en cuenta que en este caso el compresor actúa de forma puntual, si trabajase constantemente, como es el caso de un motor con un único turbocompresor, la exigencia energética sería aún mayor.
Continuará